(57)【要約】  部品の制御された加熱のための方法、炉及びソフトウェアプログラムであって、炉中での加熱時に部品の温度の一つ以上の指標の希望の進展を規定する加熱方式を取得すること；部品の加熱と同時にリアルタイムで部品の加熱の三次元デジタルモデリングを行なうこと、但しデジタルモデリングは、炉の加熱パラメーター及び加熱される部品の三次元モデルを使用し、次の参照時間についての部品の温度の一つ以上の指標を予測することを含み、炉の加熱パラメーターは、作動装置の出力、温度又は設定を含む；加熱方式の部品の温度の一つ以上の指標を、次の参照時間についてのデジタルモデリングによって予測される部品の温度の一つ以上の指標と比較すること；及び加熱方式の部品の温度の一つ以上の指標と、次の参照時間についてのデジタルモデリングによって予測される部品の温度の一つ以上の指標との間の差を減らすために、各比較に従って、もし必要なら、比較の結果に依存して炉の加熱パラメーターを調整することを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼炉又は熱処理炉による部品の制御された加熱のための方法であって、
前記炉中での加熱時に前記部品の温度の一つ以上の指標の希望の進展を規定する加熱方式を取得すること；
加熱される前記部品を前記炉に与えること；
前記部品の加熱と同時にリアルタイムで前記部品の加熱の三次元デジタルモデリングを行なうこと、但し前記デジタルモデリングは、ボクセルへの空間の離散化に基づき、前記炉の現在の加熱パラメーター並びに加熱される部品の三次元モデルを使用し、次の参照時間についての前記部品の温度の一つ以上の指標を予測することを含み、炉の前記加熱パラメーターは、作動装置の出力、温度又は設定を含み、前記設定は、例えば前記炉の燃料流速及び／又は前記炉中の前記部品のスピードを制御する；
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標を、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標と比較すること；及び
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標と、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標との間の差を減らすために、この比較に従って、もし必要なら、前記比較の結果に依存して炉の前記加熱パラメーターを調整すること、
を含む方法。
【請求項２】
加熱方式の取得が、炉の入口における部品の温度の一つ以上の指標の値、炉の出口における部品の温度の一つ以上の指標の希望の値、及び加熱される部品についての三次元モデルを考慮するデジタルシミュレーションによって加熱方式を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標が、前記炉中の加熱時の前記部品の温度の一つ以上の指標についての定点値であり、前記定点値が調整工程時に使用される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記部品の加熱の三次元デジタルモデリングが、複数のコンピューティングカーネルを含むグラフィック処理装置でなされる、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
グラフィック処理装置が、少なくとも１０２４個のコンピューティングカーネル、好ましくは少なくとも２０４８個のコンピューティングカーネル、さらに好ましくは少なくとも４０９６個のコンピューティングカーネルを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記部品の加熱の前記デジタルモデリングの空間の離散化が、１ｃｍ３未満の容積を有するボクセルを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記部品の前記加熱方式が、前記部品の加熱時に前記炉に存在する一つ又は複数の他の部品を考慮する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記炉によって加熱される各部品に対して優先権が割り当てられ、優先権の割り当てが、ユーザーによって、又は自動的になされ、前記加熱パラメーターの調整が、部品の各々に割り当てられた優先権を考慮してなされる、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
製鋼炉又は熱処理炉が、連続炉であり、製鋼炉又は熱処理炉が、複数の領域に小分割され、参照時間が、前記部品が一つの領域から別の領域に行く時間である、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ハードウェアによって実施されるとき、ハードウェアが方法を実行することを確実にする指示を含む、製鋼炉又は熱処理炉による部品の加熱を制御するためのソフトウェアであって、前記方法が、
前記炉中での加熱時に前記部品の温度の一つ以上の指標の希望の進展を規定する加熱方式を取得すること；
前記部品の加熱と同時にリアルタイムで前記部品の加熱の三次元デジタルモデリングを行なうこと、但し前記デジタルモデリングは、ボクセルへの空間の離散化に基づき、前記炉の現在の加熱パラメーター並びに加熱される部品の三次元モデルを使用し、次の参照時間についての前記部品の温度の一つ以上の指標を予測することを含み、炉の前記加熱パラメーターは、作動装置の出力、温度又は設定を含み、前記設定は、例えば前記炉の燃料流速及び／又は前記炉中の前記部品のスピードを制御する；
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標を、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標と比較すること；
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標と、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標との間の差を減らすために、各比較に従って、もし必要なら、前記比較の結果に依存して炉の前記加熱パラメーターを調整すること；及び
新しい加熱パラメーターを炉に伝達すること、
を含む、ソフトウェア。
【請求項１１】
部品を加熱するための製鋼炉又は熱処理炉であって、前記炉の現在の加熱パラメーターを測定するための一つ又は複数の検出装置；及び請求項１〜９のいずれかに記載の方法を実施するように構成された請求項１０に記載のソフトウェアを有するハードウェアを含む製鋼炉又は熱処理炉。
【請求項１２】
現在の加熱パラメーターを測定するための前記検出装置が、一つ又は複数の高温計及び／又は熱電対、又は前記炉中に噴射される燃料の一つ又は複数の流速検出装置、又は炉中に噴射される燃料の一つ又は複数の低位発熱量及びウォッベ指数検出装置、又はこれらの検出装置の組み合わせを含む、請求項１１に記載の製鋼炉又は熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本発明は、製鋼炉又は熱処理炉、例えば再熱炉による部品の制御された加熱に関する。制御は、部品の加熱の同時かつリアルタイムのデジタルモデリングによってなされる。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第３８６８０９４号は、上方領域及び下方領域を有する治金用炉のための加熱制御方法を記載する。前記方法は、単一の場所において、炉を通過する部品の表面温度を測定することを含む。測定信号は、上方及び下方領域の制御装置に同時に送られる。制御装置は、希望の上方及び下方の定点温度を維持するために炉のバーナーに信号を送る。
【０００３】
記載された方法は、炉の内側の部品の温度を測定することが必要であるという問題を抱えている。米国特許第３８６８０９４号によって説明されるように、プローブの位置は、それが部品の経路にないように、そしてそれが炉中で部品の積重ねがある場合に損傷されないように注意深く選ばれなければならない。既知の方法の別の欠点は、プローブが加熱される部品の下方面の温度を与えるにすぎないことにある。上方面の温度は、簡単な関数を適用することによって下方面の温度から誘導可能であると思われる。しかし、この想定は、極度に単純化されている。なぜなら下方と上方領域の設定は、二つの表面温度間の比率に影響しうるからである。これらの欠点を補い、より好適な加熱方法を提供する必要性が産業界において現在存在する。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第一態様は、製鋼炉又は熱処理炉による、部品、例えば鋼半完成品、例えばスラブ、ブルーム、ビレット、インゴット、円板ブランク、ブランクなどの制御された加熱のための方法に関し、前記方法は、
前記炉中での加熱時に前記部品の温度の一つ以上の指標の希望の進展を規定する加熱方式を取得すること；
加熱される前記部品を前記炉に与えること；
前記部品の加熱と同時にリアルタイムで前記部品の加熱の三次元デジタルモデリングを行なうことによって熱的監視を行なうこと、但し前記デジタルモデリングは、ボクセルへの空間の離散化に基づき、前記炉の現在の（即ち、モデリングの時点で適用可能な）加熱パラメーター並びに加熱される部品の三次元モデルを使用し、次の参照時間についての前記部品の温度の一つ以上の指標を予測することを含む；
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標を、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標と比較すること；及び
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標と、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標との間の差を減らすために、各比較に従って、もし必要なら、前記比較の結果に依存して炉の前記加熱パラメーターを調整すること
を含む。
【０００５】
加熱される部品は、例えばプレート、スラブ、方形部品などの形であることができる。加熱される部品は、最も一般的な品質のものから、ステンレス鋼及びケイ素鋼を含む、高い機械的強度を有する高度な鋼までの全てのグレードの鋼を含む金属から作られることができる。
【０００６】
炉の加熱パラメーターは、特に作動装置の出力、温度、及び／又は設定を含むことができ、設定は、例えば炉の燃料流速及び／又は炉中の部品のスピードを制御する。
【０００７】
部品の温度の指標は、部品の温度に直接的又は間接的に関連される。それらは、一般に加熱される部品の温度を表わす。温度に直接的に関連される温度指標は、例えば部品の平均温度、部品の温度プロファイル、又は部品の温度の三次元マッピングであることができる。温度に間接的に関連される温度指標は、例えば部品の潜熱、エントロピー、エンタルピーなどを含む。
【０００８】
加熱方式は、炉の入口における部品の温度の一つ以上の指標の値、炉の出口における部品の温度の一つ以上の指標の希望の値、及び加熱される部品についての三次元モデル、任意選択的に炉のモデルを考慮するデジタルシミュレーションによって取得されることができる。デジタルシミュレーションは、次いで、加熱時の部品の温度の一つ以上の指標の進展、及び任意選択的にこの進展を実施するために必要な炉の加熱パラメーターを含む加熱方式を決定する。
【０００９】
加熱方式は、異なるように取得されることができ、例えば加熱時に部品の温度の一つ以上の指標の進展並びにこの進展を達成するために必要な炉の加熱パラメーターを含む一つ又は複数のデータファイルを読むことによる加熱方式が取得されることができる。加熱方式は、製鋼炉又は熱処理炉の位置において確立される必要はないが、他のどこかで（例えば計算センターで）開発されてもよいことが認識されるだろう。
【００１０】
任意選択的に、加熱方式は、一つ以上の温度指標の進展、及びエネルギー消費を最小にする炉の加熱パラメーターを規定する。
【００１１】
好ましくは、加熱方式で規定された温度の一つ以上の指標は、炉での加熱中に調整された一つ以上の温度指標についての定点値である。換言すれば、制御ループは、一つ以上の現在の温度指標についての値が一つ以上の温度指標についての定点値に対応するように炉のパラメーターに作用するだろう。
【００１２】
部品の加熱と同時になされるデジタルモデリングは、「リアルタイム」でなされ、それは、デジタルモデリングが厳しい時間制約に従って一つ以上の温度指標についての情報を与えるように考えられることを意味する。特に、デジタルモデリングの設計は、一つ以上の温度指標の予測値が炉の加熱パラメーターを調整できるように次の参照時間の前に複数回更新されるようになされる。換言すれば、デジタルモデリングによって一つ以上の温度指標を得る時間は、二つの参照時間の間の時間よりずっと短かい。本明細書の文脈では、用語「参照時間」は、加熱方式による一つ以上の指標とモデリングによって予測される一つ以上の指標との間の整合を持つことが望ましい加熱方法中の瞬間（始めと終わりを含む）を示す。参照時間は、特に加熱の終了時、加熱される部品が炉の一つの領域から別の領域に行く時間、又は他の時間を含むことができる。参照時間は、実在する材料に基づいて、例えば低レベルの規制の自動機械に基づいて選択されることができる。
【００１３】
三次元デジタルモデリングは、空間の離散化を要求する。得られた「三次元ピクセル」は、「ボクセル」と称する。ボクセルは、１ｃｍ３より小さい容積を有することが好ましい。
【００１４】
デジタルモデリングは、各々が少なくとも１０２４個のコンピューティングカーネル、好ましくは少なくとも２０４８個のコンピューティングカーネル、さらに好ましくは少なくとも４０９６個のコンピューティングカーネルを含む一つ又は複数のグラフィック処理装置でなされることができるように設計されることが好ましい。
【００１５】
加熱方式の温度の一つ以上の指標と部品の温度の一つ以上の現在の指標との間の差は、メートル法に従って、部品の温度の一つ以上の指標によって形成されるパラメーター空間で計算される。後者は、差の計算時に温度の各指標に重み付けを割り当てるように規定されることができる。例えば、部品の平均温度は、差の計算時にその温度プロファイルと関連付けられるものの２倍の有意な重み付けを持つことができる。
【００１６】
いったん差が計算されると、調整の必要性が許容閾値に基づいて決定されることができる。もし差が許容閾値以下であるなら、調整は、全くなされない。もし差が許容閾値を越えるなら、炉の加熱パラメーターの調整は、続く参照時間においてこの差を減少するためになされる。
【００１７】
加熱される複数の部品は、同時に炉に存在させることができる。これらの部品の各々は、同じ加熱方式を持つことができる。任意選択的に、各部品の加熱方式ができるだけ現実的であるためには、問題の部品の加熱方式は、部品の加熱時に炉に存在する一つ又は複数の他の部品を考慮する。
【００１８】
それでもなお、炉に存在する部品の各加熱方式を同時に満足することが不可能になりやすい。加熱される部品のタイプに依存して、加熱方式に従うことは、多かれ少なかれ重要な意味を持つ。結果として、方法は、複数の加熱方式が両立しない場合にはどの加熱方式が他の加熱方式より優先するかを規定する優先権を部品に割り当てることを含むことが好ましい。
【００１９】
この優先権は、ユーザーによって、又は自動的に、加熱される各部品に割り当てられることができる。これらの基準の一つは、例えば温度がある値を越えることができないことが知られている部品の化学組成又は部品の質量であることができる。
【００２０】
もし適用可能であるなら、部品の各々に割り当てられる優先権に従って、加熱パラメーターの調整がなされる。もしその部品が「優先権を持つ」か又は「優先権を持たない」なら、優先権を持つ加熱方式に従い、一方優先権を持たない加熱方式に必ずしも従わないだろう。優先権を持たない部品についての炉の加熱パラメーターの調整は、優先権を持つ各部品の加熱がその加熱方式から逸脱しないようになされる。
【００２１】
任意選択的に、複数の優先権レベル（二つより多い）を有する優先権システムを実施することができる。炉の加熱パラメーターの調整は、そのとき最も高い優先権を持つ部品から最も低い優先権を持つ部品まで順次落としてなされるだろう。最も低い優先権を持つ部品についての炉の加熱パラメーターの調整は、それぞれの最も高い優先権を持つ部品の加熱がその加熱方式から逸脱しないように確実になされるだろう。
【００２２】
一つの好ましい実施形態では、製鋼炉又は熱処理炉は、連続炉、例えばスライディング炉、管式ビーム炉、ウォーキング炉床炉、回転炉床炉などである。炉は、好ましくは複数の制御領域に小分割され、参照時間は、例えば部品が一つの領域から別の領域に行く時間である。
【００２３】
本発明の第二形態は、製鋼炉又は熱処理炉による部品の加熱を制御するためのソフトウェアに関する。かかるソフトウェアは、ハードウェアによって実施されるとき、ハードウェアに以下のことを含む方法を実行させる指示をコンピューター媒体上に記憶して含む：
前記炉中での加熱時に前記部品の温度の一つ以上の指標の希望の進展を規定する加熱方式を取得すること；
前記部品の加熱と同時にリアルタイムで前記部品の加熱の三次元デジタルモデリングを行なうこと、但し前記デジタルモデリングは、ボクセルへの空間の離散化に基づき、前記炉の現在の加熱パラメーター並びに加熱される部品の三次元モデルを使用し、次の参照時間についての前記部品の温度の一つ以上の指標を予測することを含む；
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標を、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標と比較すること；
前記加熱方式の前記部品の温度の一つ以上の指標と、次の参照時間についての前記デジタルモデリングによって予測される前記部品の温度の一つ以上の指標との間の差を減らすために、各比較に従って、もし必要なら、前記比較の結果に依存して炉の前記加熱パラメーターを調整すること；及び
新しい加熱パラメーターを炉の制御センターに伝達すること。
【００２４】
ソフトウェアは、複数のコンピューティングカーネルを含むハードウェア上で並列に実施されるように設計されることが好ましい。ハードウェアは、各々が好ましくは少なくとも１０２４個のコンピューティングカーネル、より好ましくは少なくとも２０４８個のコンピューティングカーネル、さらにより好ましくは少なくとも４０９６個のコンピューティングカーネルを含む一つ又は複数の処理装置から作られることができる。ハードウェアは、一つ又は複数のグラフィック処理装置を含むことが好ましい。
【００２５】
ソフトウェアは、ハードウェアによって実施されるとき、加熱される部品の幾何学形状に基づいて使用されるメッシュタイプ（例えば正方形、三角形、又は六角形のメッシュ）の決定をハードウェアが実行することを確実にする指示をさらに含むことができる。さらに、ソフトウェアは、前記デジタルシミュレーションの各温度指標の相対誤差が５％未満、好ましくは１％未満、より好ましくは０．５％未満であるように部品の加熱のデジタルモデリングによって使用されるボクセルの容積を決定するように設計されることができる。
【００２６】
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【００２７】
二つの特別なケースをより詳細に考えることが可能である。第一のケースは、重み係数がデジタルモデリングの全領域にわたって一定である相対グローバル誤差（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｇｌｏｂａｌ  ｅｒｒｏｒ  （ＲＧＥ））に相当する。第二のケースは、重み係数が、誤差の制御が有意であると考えられる領域において高く、他の領域において低い（又は存在しないことさえある）相対ローカル誤差（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｌｏｃａｌ  ｅｒｒｏｒ  （ＲＬＥ））に相当する。
【００２８】
本発明の第三態様は、部品を加熱するための製鋼炉又は熱処理炉であって、以下のものを含むものに関する：
−  炉の現在の加熱パラメーターを測定するための一つ又は複数の検出装置；及び
−  前述したような方法を実施するように構成され、かつ前述したようなソフトウェアを有するハードウェア。
【００２９】
好ましくは、現在の加熱パラメーターを測定するための一つ又は複数の検出装置は、一つ又は複数の高温計、前記炉中に噴射される燃料の一つ又は複数の流速検出装置、前記炉中に噴射される燃料の一つ又は複数の低位発熱量及びウォッベ指数検出装置、又はこれらの検出装置の組み合わせを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の他の詳細及び特徴は、添付図面を参照した説明によって以下の述べられた有利な実施形態の詳細な記述から明らかであるだろう。
【図１】図１は、製鋼炉又は熱処理炉における部品の加熱を制御するための様々なレベルの抽象化を示す。
【図２】図２は、部品の制御された加熱のための連続熱処理炉を示す簡略図である。
【図３】図３は、熱処理炉における部品の加熱のために本発明に従って実施される工程を示すフローチャートである。
【図４】図４は、複数の部品の制御された加熱のための熱処理炉を示す簡略図である。
【図５】図５は、加熱方式と比較した加熱時の部品の温度の進展を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態による製鋼炉又は熱処理炉を制御するための方法のフローチャートである。この方法は、階層的に組織化された異なるレベルを含む。示された例では、この階層は、０から３までの数字の四つのレベルから作られ、それらは、以下に記載される。例えば一つ又は複数のコンピュータープログラムを使用する、示された方法の一つの実際の実施形態では、異なるレベルは、抽象化層を表わすことができる。かかる場合において、それがそれぞれ受けたり送ったりすることができる入力及び出力のタイプは、例えば各抽象化層についてプログラミングインターフェースを介して規定される。
【００３２】
レベル３では、方法は、クライアントから命令１４を受け、それは、例えば部品のタイプ、最終品質、寸法、最終的な送出日などを決定する。命令に基づいて、定点値は、次いで加熱される部品に対して（自動的に及び／又は手動的に）規定される。これらの定点値は、特に最終平均温度目標及び温度均一性目標を含むことができる。部品の加熱に関する他の詳細、例えば越えてはいけない最大温度、順守される加熱レベルなどもまた、規定されることができる。
【００３３】
加熱される部品に関する定点値は、方法のレベル２に送られる。このレベルでは、（高レベル）定点値１８は、炉のために発生され、それは、例えば出力目標（全出力及び／又は炉の領域ごとの出力）及び／又は異なるバーナーのために意図された燃料の流速に関する目標、炉の温度目標（壁、排気ガスなどのため）、並びに炉及び／又はその異なる領域における部品の通過スピード目標を含む。
【００３４】
レベル１では、炉は、レベル２から受けた高レベル定点値１８を達成しかつそれに従うように制御される。定点値１８は、センサー２２によって測定され、かつ／又は見積られた炉の操作状態を示す現在値と比較される。センサー２２は、例えば炉の壁の温度のためのセンサー、排気ガスの温度を測定するセンサー、燃料流速センサーなどを含むことができる。このレベルでは、それゆえ、方法は、高レベル定点値１８及び現在の操作状態に基づいて炉の作動装置２３のための（低レベル）定点値２０を発生する制御ループを実施する。レベル１によって制御される作動装置は、例えば燃料流速を制御する自動弁のための作動装置及び／又は加熱される部品の前進走行を制御するモーターを含む。
【００３５】
レベル０は、炉のハードウェア資源への直接アクセスを持ち、例えば使用されるハードウェアのドライバー、特に作動装置のそれを含む。炉の作動装置２３を制御する電気信号への低レベル定点値２０の変換は、特にレベル０で起こる。レベル０は、作動装置２３がレベル１命令に対して予想されるように反応することを保証するために制御ループを含むことができる。かかる制御ループは、センサー２４、例えば作動装置２３に一体化されたセンサーを含むことができる。
【００３６】
機能的に、炉の各制御レベルは、より高いレベルから来る定点値の順守を確立又は維持するように問題のレベルによって制御されたパラメーターを調整する制御ループとして設計されることができる。もし問題のレベルの現在の状態がより高いレベルによって課される定点値に従わないなら、より低レベルのための定点値の調整は、順守を確立又は再確立するためになされる。
【００３７】
異なる抽象化レベルの階層化は、炉のオペレータが「低レベル」定点値を直接プログラムする必要なしで炉と関連して「高レベル」定点値１８及び／又は加熱される部品と関連して定点値１６を規定することによってそれをプログラムすることを可能にする。
【００３８】
本発明による加熱方法は、炉をプログラムするために加熱方式を使用する。上述した階層化モデルでは、加熱方式の確立は、レベル２に属する。実際、加熱方式は、加熱される部品がそれに関係する目標（例えば炉の出口の平均温度、部品全体にわたる温度分布の均一性）を達成するために確立される。加熱方式は、炉によって部品の加熱のデジタルシミュレーションによって確立される。シミュレーションは、部品のモデル、並びに所望により炉の挙動を模倣する炉のモデルを使用する。炉のモデルが受けるかもしれない調整のタイプは、レベル２の方法が実際の炉で実施するかもしれないものと同一である。加熱方式を得ようとするシミュレーションは、コスト関数の最適化法(例えばエネルギー消費量、加熱時間などを反映する)の文脈において実施される。この最適化法の文脈において、シミュレーション中の炉のモデルの設定は、満足のいく設定が見出されるまで調整される。最終的に得られた加熱方式は、部品のいわゆる「最適」加熱曲線（即ち、加熱進捗に基づいて部品の温度の進展を示すデータ）、並びに炉の対応する設定を含む。これらの設定は、必ずしも固定されないが、加熱方式は加熱進捗に基づいて設定の進展を決定することが注意されるだろう。
【００３９】
加熱方式は、炉の初期プログラミングを規定する。本発明によれば、部品の加熱の三次元デジタルモデリング２８を使用して部品の加熱と同時にリアルタイムでなされる熱的監視によって加熱方式の遵守を監視することを意図される。熱的監視は、特にデジタルモデリング中に投入される炉の操作パラメーター（現在の加熱パラメーター）に基づき、それは、加熱される部品の三次元モデル、並びに所望により炉のモデルを含む。もしデジタルモデリングによって予測される、加熱される部品の熱的状態が次の参照時間についての加熱方式によって期待される状態と異なるなら、炉の設定の調整がなされる。この調整は、後の参照時間（好ましくは次の参照時間）で、部品の実際の熱的状態と加熱方式によって要求される熱的状態との間の一致性を再確立するように選択される。炉の設定のこの調整方法は、前述の階層のレベル２での制御ループを表わすことが注意され、そこでは加熱方式によって与えられる参照時間における部品の温度の指標は、定点値である。このループによって動的に調整されるパラメーターは、異なるバーナーのために意図される燃料流速を含むことが有利である。もしこれらのパラメーターがレベル２によって直接アクセス可能でないなら、それらは、レベル１で課される出力及び／又は温度目標によって間接的に調整されることができる。
【００４０】
図２は、部品１０（例えば鋼半製品）を加熱するために使用される連続タイプの熱処理炉１２を示す。炉１２は、加熱される部品１０を支持するための案内路２６を含む。炉１２は、炉１２の現在の加熱パラメーターを測定するための複数のセンサー２２，２４を含む。これらのセンサー２２，２４は、例えば炉１２の壁の温度を測定するための一つ又は複数の高温計、バーナー中に注入される燃料の流量を測定するための一つ又は複数の燃料流速検出装置、燃料の低位発熱量及び／又はウォッベ指数を測定するための一つ又は複数の検出装置などを含む。炉１２の現在の加熱パラメーターは、センサー２２，２４によって直接測定される量（例えば現在の燃料流速又は炉１２の壁の現在の温度）及び／又は測定値から誘導される量（例えば炉１２の現在の出力）を含む。
【００４１】
複数の領域を有する炉によって部品を加熱するための方法は、図３のフローチャートの形で示される。
【００４２】
加熱前に部品について厳しく言及すると、加熱方式は、部品の三次元モデル、及び所望により炉のモデルに基づくデジタルシミュレーションによって確立される（工程Ｓ１０）。本明細書において上述したように、加熱方式は、部品の定点値（参照時間における部品の温度に関する指標）を規定し、それは、加熱の終了時に、部品の所望の最終平均温度及び所望の最終温度の均一性を達成することを可能にする。加熱方式は、炉の設定をさらに含み、それは、シミュレーションに基づいて部品の最適加熱曲線をもたらす。
【００４３】
加熱方式は、炉に送信される（工程Ｓ１２）。加熱方式によって与えられる設定は、部品の加熱のために炉をプログラムするために使用される（工程Ｓ１４）。
【００４４】
案内路上に置かれた部品は、次に充填され（工程Ｓ１６）、第一領域において加熱され始める（ｉ＝１、工程Ｓ１８）。
【００４５】
部品が炉中で進むにつれて、部品の加熱と同時にリアルタイムに部品の熱的監視がなされる。炉のセンサーによって測定される炉の現在の加熱パラメーター（工程Ｓ２０）、加熱方式、部品のモデル、及び所望により炉のモデルに基づいて、領域ｉにおける部品の加熱がモデル化され、領域ｉの終わりにおける部品の加熱状態が予測される（工程Ｓ２２）。
【００４６】
部品の加熱を加熱方式に従わせることは、次の工程で確かめられる（工程Ｓ２４）：もし領域ｉの終わりについてデジタルモデリングによって予測される部品の加熱が加熱方式と一致するなら、加熱方式によって与えられるものに対する炉の設定の修正は全く必要ない。そうでなければ、次の参照時間において（即ち、領域ｉの終わりにおいて）部品の実際の熱的状態と加熱方式によって要求される熱的状態の間の一致を再確立するために意図される設定の調整が展開され（工程Ｓ２６）、適用される（工程Ｓ２８）。工程Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８は、領域ｉの終わりが達成されない限り、同じ領域ｉ上で複数回繰り返される（工程Ｓ３１）ことが認識されるだろう。実際の例では、部品の加熱が加熱方式に従っていることの証明は、約１０〜６０秒ごと（例えば３０秒ごと）になされることができるが、この頻度は、複数の要因、特にモデリングの複雑性及び利用可能な計算力に依存することが理解されるだろう。
【００４７】
もし部品が炉の最終領域の終わりに到達しないなら（工程Ｓ３２で確かめられる）、部品は、炉の続く領域に入る（フローチャートでは、これは、工程Ｓ３０における指数ｉの増加によって反映される）。部品が炉の最終領域の終わりに到達する限り（工程Ｓ３２で確かめられる）、上記方法は、新しい領域について繰り返される。最後の領域の終わりに部品が到着すると、部品の加熱を完了する（工程Ｓ３４）。
【００４８】
実際には、加熱の進展が加熱方式に従っていることは、参照時間に関して（加熱方式の）理論値の組と（加熱と平行にモデリングによって見積られる）実際の量の組の間の差を特徴づける量の決定によって証明される。この差は、設定の訂正が示されているかどうかを決定するために許容閾値と比較されることができる。
【００４９】
加熱方式の一実施形態によれば、部品の温度の進展は、異なる参照時間における部品の平均温度によって与えられる。図５は、デジタルモデリングに基づいて予測される、加熱時の部品の平均温度３８（連続線）、及び加熱方式によって与えられる加熱時の部品の平均温度３６（不連続線）を示す。示されたケースでは、平均温度の実際値と目標値の間の有意な差が第二領域における部品の通過時に広がることを見ることができる。炉の設定の訂正４０は、部品の加熱を次の参照時間についての加熱方式と一致させる目的で（工程Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８、図３参照）なされる。示された例では、加熱方式と部品の実際の加熱の間の他の逸脱は全く観察されない。
【００５０】
三次元デジタルモデリングは、熱伝達（特に伝導及び任意選択的に輻射による熱伝達を含む）に関する物理方程式を解くことによって部品の熱的監視を実施する。デジタルモデリングは、リアルタイムでなされ、それは、それが厳しい時間制約に従った部品の現在の温度を与えるように設計されることを意味する。特に、デジタルモデリングの設計は、モデリングによって予測される温度指標が、炉の加熱パラメーターを訂正して次の参照時間についての加熱方式と部品の熱的状態との一致を再確立することができるために参照時間の前に十分に頻繁に更新されることを（実施される計算出力に基づいて）保証するようになされる。さらに、デジタルモデリングは、一つ以上のグラフィック処理装置（それらの各々は、多数のコンピューティングカーネルを与えられている）で並列に実施されることができるようにプログラムされる。
【００５１】
ハードウェアでの炉による部品の加熱のデジタルモデリングは、空間（三次元）の離散化を要求する。この離散化は、数値の不正確を不可避的に導入する。離散化と関連付けられたボクセルは、立方体（又は別の形）であることができる。ボクセルの容積が大きいほど、空間の離散化によって導入される数値誤差がより有意になりうる。適していないメッシングの場合には、デジタルモデリングによって得られる部品の平均温度の推定値は、実際値を表わさないだろう。結果として、デジタルモデリングは、必要に従ってメッシングがなされる。メッシングは、例えば規定された形態（例えば平行六面体）、及び好ましくは１ｃｍ３より小さい容積を有する十分に小さい容積を持つボクセルの選択によって規定されることができる。
【００５２】
図４は、炉１２における複数の部品１０ａ−１０ｃの同時加熱を示す。これらの部品１０ａ−１０ｃは、先験的に異なる形状及び異なる化学組成を有することができる。本発明の一実施形態によれば、加熱方式は、各部品に対して確立される。これらの加熱方式の確立中、異なる時間において炉中で加熱される他の部品の存在を考慮することが好ましい。
【００５３】
加熱される複数の部品１０ａ−１０ｃ（各々がその加熱方式を持つ）が炉１２において同時に存在するとき、各部品の加熱がそのそれぞれの加熱方式に従うことが可能でないことがある。しかしながら、加熱を加熱方式に従わせることは、あるタイプの部品のためには重要でありうる。そのとき加熱される各部品に優先権が割り当てられることができる。
【００５４】
他の部品に対して優先権を持つ部品は、その加熱方式に従うが、優先権を持つ部品が炉中に存在する限り低い優先権の部品の加熱方式に必ずしも従わないだろう。これは、レベル２の調整が現在優先権を持つ加熱方式に従うことを確実にするために炉の設定を調整することのためである。
【００５５】
特定の実施形態が詳細に記載されたが、当業者は、それに対する様々な変化や代替が本発明のこの開示によって与えられる全体の教示に照らして開発されることができることが認識されるだろう。それゆえ、ここに記載された特定の配置及び方法は、本発明の範囲を限定する意図なしで例示としてのみ与えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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